深讀|安寧市探索磷石膏綜合利用新路徑

2020-11-24 昆滇經濟

工業綠色發展是生態文明建設的必然要求,資源綜合利用是實現工業綠色發展的重要內容。

安寧市正通過建設工業資源綜合利用基地,引進相關工業固體廢棄物綜合利用項目,減少磷石膏、鋼渣等固廢的排放和堆存,確保實現節能減排目標,實現經濟、社會、環境效益。

日前,安寧市入選國家第二批工業資源綜合利用基地名單,這將進一步促進當地以工業固體廢物為主的工業資源綜合利用產業集聚發展,提高工業資源綜合利用水平,實現工業轉型升級。

阻礙工業發展的「絆腳石」

在安寧工業經濟發展的同時,以磷石膏、冶金渣、粉煤灰、脫硫石膏、爐渣和尾礦為主的工業固體廢棄物也在不斷增加,其中以磷石膏產生量最大。

磷石膏的綜合利用已成為安寧市磷化工行業可持續發展必須要解決的首要問題,也是安寧市推進生態文明建設、發展循環經濟不得不考慮的問題。

按照安寧市磷化工行業設計規模,每年磷石膏理論產生量為800萬噸,2018年實際產生量為646.42萬噸,利用量26.75萬噸,綜合利用率不足5%。目前,安寧市有5 座磷石膏尾礦庫,磷石膏歷史堆存量7000萬噸。

雲南天安化工有限公司廠區內。

安寧市工業和信息化局相關負責人表示,安寧地區磷礦石資源豐富,隨著磷化工行業的發展,在生產過程中產生的副產物磷石膏數量與日俱增,已成為阻礙安寧工業發展的「絆腳石」。磷石膏主要是磷化工企業溼法磷酸生產工藝產生的副產物。為解決安寧磷石膏的綜合利用難題,此前安寧市邀請了國內10位院士專家來安寧就磷石膏的綜合利用出謀劃策,組建了安寧磷石膏應用技術中心,國家環境保護工業副產石膏資源化利用工程技術中心與安寧磷石膏應用技術中心共同創建了環保部西南分中心,並出臺了《安寧市加快磷石膏資源綜合利用的實施意見》,更好地推進磷石膏的綜合利用。

今年上半年,安寧磷石膏應用技術中心已將一種新型磷石膏煅燒設備技術專利應用到小型試驗設備上,並與昆明理工大學化工學院聯合開展磷石膏的基礎研究,掌握多項關鍵數據。

同時,與富民富達免燒磚廠合作,在其現有的設備基礎上,研究水泥基混合砂漿向石膏基混合砂漿轉型的生產設備改造技術。

培育磷石膏資源綜合利用產業園

按照《安寧市工業資源綜合利用基地建設實施方案》,安寧將推廣應用磷石膏建材(建築石膏粉、粉刷石膏粉、β石膏粉、抹灰石膏、磷石膏特種砂漿、紙面石膏板等)、鋼渣透水磚、路基充填材料等,打造一批磷石膏、鋼渣等固體廢棄物資源綜合利用示範工程和項目。

重點發展磷石膏建材項目,以及採用經濟適用的化學法處理磷石膏,生產硫酸聯產水泥等其他產品,積極培育和打造磷石膏資源綜合利用產業園。

天安化工2017年已啟動磷石膏綜合利用項目。

按照「誰排渣誰治理,誰利用誰受益」的基本要求,安寧將磷石膏產生企業消納磷石膏與磷酸等產品生產掛鈎,倒逼企業加快磷石膏資源綜合利用和綠色化升級改造步伐,確保磷石膏新增堆存量逐步消耗直至為零,並逐年消納已有存量,對按時完成工業固體廢棄物利用計劃的企業給予資金獎勵。

以工業資源綜合利用基地為中心,建設磷化工產業綜合利用示範園區,大力推進磷石膏、選礦尾礦資源綜合利用,以磷化工+磷礦採選行業循環連結、磷化工+建材行業循環連結為引領,加快磷石膏綜合利用項目建設,逐步實施「以用定產」。

同時,依託國家環境保護工業副產石膏資源化利用工程技術中心、磷石膏應用技術中心,推動安寧市磷石膏應用。依託省內外科研機構、院校,開展一系列科研技術攻關,進一步擴大磷石膏研究應用的範圍。計劃到2020年,安寧市工業資源綜合利用基地主要廢棄物無害化處置量達1298萬噸,主要工業固體廢棄物綜合利用產品產值達10億元。

政策支撐

2019—2024年,逐步實施磷石膏「以用定產」,實現磷石膏產消平衡;2024年新增磷石膏綜合利用率達到100%;新增堆存量為零。

這是今年1月份安寧市政府出臺的《安寧市加快磷石膏資源綜合利用實施意見》(下稱《實施意見》)的目標。

《實施意見》明確,建立磷石膏產消平衡長效機制,確保守住生態和發展兩條底線。自2019年起,磷石膏資源綜合利用工作領導小組督促指導轄區磷石膏產生企業逐個制定磷石膏產生和消納計劃,並在此基礎上制定本市磷石膏產消平衡年度計劃,每年底進行評估驗收,以安寧市工信局核定的磷石膏新增堆存量為依據,對未按年度計劃完成磷石膏消納目標任務的企業,勒令停產,實施整改,直至完成磷石膏消納任務,方可恢復生產。

依託安寧市磷石膏技術應用中心加強對磷石膏利用技術的研究;鼓勵企業與科研機構合作,研發和推廣不產生或少產生磷石膏的新技術、新工藝,打造一批國家級、省級企業技術中心和技術創新示範企業等。

開展磷石膏資源綜合利用關鍵共性技術系統攻關,大力開發磷石膏資源綜合利用高附加值產品及生產設備,開發利用磷石膏質量在線監測和控制技術、磷石膏淨化技術、磷石膏改良土壤技術、磷石膏路基注漿加固材料技術等,在環保安全達標前提下推廣應用。

祥豐金麥化工磷石膏綜合利用項目已立項。

按照《實施意見》,安寧市財政每年安排專項資金,鼓勵磷石膏利用企業和磷石膏產品使用企業;安寧市註冊的磷石膏利用企業可連續5年享受市政府的專項補助資金,磷石膏利用企業第一年利用磷石膏每5萬噸獎勵5萬元,第二年利用磷石膏每5萬噸獎勵4萬元,第三年及以後利用磷石膏每5萬噸獎勵3萬元;磷石膏產品使用企業使用以安寧市當地磷石膏為主要原料的產品,每10萬噸獎勵5萬元,每年單個企業單項獎勵不得超過50萬元。

此外,市財政每年安排專項資金鼓勵開展磷石膏科技研發,充分發揮已在安寧市註冊成立並開展磷石膏綜合利用業務的非營利性科研機構、民辦非企業單位以及其他非營利性社會組織的作用,每年安排30萬元用於安寧磷石膏資源化學成分分析和磷石膏原料等級測試,每年6月及12月分別提交兩份化學成分和磷石膏原料等級報告。

在開展磷石膏綜合利用研究項目過程中,優先安排項目課題。按項目規模給予每個研究項目10萬元—30萬元的資金扶持。對近3年落戶當地從事磷石膏研究的企、事業單位申請並獲得的磷石膏國家專利給予獎勵。

其中,對實用新型專利一次獎勵1萬元,對發明專利一次獎勵3萬元;對企業自主研發、投入生產的磷石膏煅燒實驗生產線一次獎勵15萬元;有自主智慧財產權的科研成果投入市場獲認可後,按項目規模給予50萬元—100萬元的補貼支持;對磷石膏產生企業實施的重大轉型升級工藝改造項目可給予最高100萬元補貼支持。

企業案例

1

天安化工:成功應用於路基水穩料

在雲南天安化工有限公司(下稱天安化工)廠區內,一段由磷石膏代替公路路基水穩料鋪就的500米道路與其他道路看起來並無區別,這是天安化工將磷石膏用作道路填料的試驗,這也意味著磷石膏這一工業固體廢棄物的無害化轉化開發進入了更為廣泛的實際運用領域。

「3年前,雲天化集團在得知磷石膏可用於生產公路水穩層的信息後,站在企業可持續發展和擔負環保責任的立場,隨後啟動了具體的研究和試驗。」天安化工工藝工程師羅長寶介紹,自2017年以來,雲天化集團先後投入500餘萬元完成實驗室及磷石膏水穩料拌和生產線建設,並進行了配比探尋和數據採集工作。

磷石膏用於天安化工廠區內路基水穩料。

磷石膏綜合利用是促進磷化工行業健康可持續高質量發展的重要方式。天安化工目前正在引入和自主投資了100萬噸/年磷石膏綜合利用(再生石膏)項目、60萬噸/年磷石膏制硫酸項目,涉及水泥緩凝劑、磷石膏建材、磷石膏制硫酸等產品。

廠區內示範路段今年3月動工,6月初竣工通車,目前各項指標表徵良好。試驗充分表明,將磷石膏用作道路填料在技術上是可行的,但制約瓶頸在於對磷石膏等工業廢渣應用於道路工程方面目前還沒有具體的規範。羅長寶希望相關部門選取部分鄉村道路以及二級路面做示範應用,以進一步拓寬磷石膏綜合利用渠道。

2

祥豐金麥:磷石膏綜合利用項目已立項

記者從雲南祥豐實業集團獲悉,該集團旗下雲南祥豐金麥化工有限公司(下稱祥豐金麥化工)磷石膏綜合利用項目已經立項,正在辦理前期的土地、環評等相關手續,建設周期為36個月。

「從外部條件來說,磷石膏的堆存和利用已成為制約磷肥行業健康發展的重要問題;從企業內部來說,長期堆放的磷石膏也將制約我們今後的可持續發展。」雲南祥豐實業集團副總經理李星表示,祥豐金麥化工年產生磷石膏(幹基)150萬噸,迫切需要解決磷石膏的綜合利用問題,實現資源的有效利用。

祥豐金麥化工廠房一角。

目前,祥豐金麥化工已具備年產100萬噸硫酸、30萬噸磷酸、60萬噸磷酸二銨、150萬噸磷礦浮選的生產規模和15萬噸溼法磷酸渣酸綜合利用規模,並配套建設2組7500千瓦餘熱發電裝置、汙水處理站等輔助設施。

「磷石膏綜合利用項目一期計劃投資5億元,年處理磷石膏規模為50萬噸。隨著二三期項目的推進,企業的目標是力爭在3-8年內逐漸縮減磷石膏的堆放量,最終實現零排放的目標。」李星介紹,磷石膏用來生產水泥緩凝劑技術最成熟,而且項目周邊水泥廠眾多,可消化大量磷石膏,因此該項目選擇水泥緩凝劑作為產品。磷石膏經過淨化後,根據市場還可用來生產建築石膏粉、石膏板、路基材料等。

結合周邊水泥緩凝劑需求量,該項目近期規劃磷石膏綜合利用規模為50萬噸/年水泥緩凝劑,遠期規劃目標為100萬噸/年水泥緩凝劑,根據市場選擇建設建築石膏粉、石膏砌塊、紙面石膏板和石膏砂漿生產裝置。

·專家觀點·

多部門應聯合行動出臺行業標準

「在通常情況下,每生產一噸磷酸約產生5噸磷石膏,這也是化學工業中排放量較大的固體廢棄物之一。目前,全國每年約產生7500萬噸磷石膏,大部分還是採用露天堆放的形式處理,循環利用率很低。」昆明理工大學化學工程學院院長梅毅表示,未經處理堆放的磷石膏不僅佔用了大量土地資源,而且發生滲漏還會對周邊的地下水、大氣、土壤等造成嚴重汙染。

磷石膏是在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣,其主要成分為硫酸鈣。

2016年,工信部《工業綠色發展規劃(2016-2020年)》提出,圍繞尾礦、廢石、煤矸石、粉煤灰、冶煉渣、冶金塵泥、赤泥、工業副產石膏、化工廢渣等工業固體廢物,推廣一批先進適用技術裝備,推進深度資源化利用。到2020年,大宗工業固體廢物綜合利用量達到21億噸,磷石膏利用率40%。

「為了鼓勵磷石膏綜合利用,近幾年國家出臺了許多相關的政策,工信部下發了一系列文件,要求大力推進工業固體廢物綜合利用,最終實現磷石膏100%的綜合利用。」梅毅介紹,磷石膏綜合利用途徑主要為建築行業,包括生產石膏建材製品、水泥緩凝劑、礦坑填充劑和道路路基材料。也有部分應用於土壤調理劑、硫酸鹽的製備,生產硫酸聯產水泥或混合材料。

在梅毅看來,應多途徑多領域開發利用磷石膏,才能最終實現磷石膏零排放的目標,推動磷化工產業綠色、可持續發展。

要實現這一目標,需要科學技術支撐和政策支持。譬如,磷石膏在建築行業的市場潛力巨大,但仍存在缺少相關的行業標準、政府政策和補助資金支持以及市場認可度等方面的問題。特別是磷石膏含有氟、矽等雜質,要開發出質量好的新型建材需進行預處理,這也導致其在與天然石膏和電廠脫硫石膏的競爭中處於不利地位。

「目前,安寧、海口等地一些磷化工企業建設了磷石膏制水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏砌塊、石膏大板等綜合利用裝置,但缺少與石膏砌塊、石膏大板相應的建築施工法及其驗收標準,導致市場普及率不高。」對此,梅毅建議積極開展磷石膏用於建築材料的推廣與應用技術研究。

同時,省、市相關部門應積極作為、主動牽頭,組織相關部門和行業協會出臺磷石膏建築產品、施工法等一系列標準,對可以使用磷石膏的區域,禁止開採天然石膏礦,並對磷石膏綜合利用企業給予必要的政策和資金支持。

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